低温等离子体在纺织加工中的应用与发展

趩趭
江苏纺织 JIANGSU TEXTILE
一，孔眼处的连接，通常情况下，两个孔眼之间留 有一枚正常的编织织针，如各编织图第1纵行所 示。此时，向左与向右的线圈结构图将共用第1纵 行上的一个线圈，若两个孔眼之间留有两枚正常 的编织织针，则向左与向右的线圈结构图完全对 称，其它情况可类似处理。其二，线圈重叠部分的 连接，包括两种情况：一种是相互独立或相互无 关，如图所示1，编织时，只要将中间的一个纵行 设置成反针（( 即相对针床上的织针）编织便可。 另一种是二者相互重叠，如图所示2的A处与图3 所示的A、B、C处等。此时，需要注意线圈重叠的 先后顺序，先编织者将处于工艺正面的较上层， 后编织者将处于工艺正面的较下层。
（上接第52页）
用6针收针柄将第6横列第6到第11纵行上的6个 线圈向右转移1个针距到相应的织针上，将第2与 第4纵行上的织针推到编织区，以便进行以后各 横列的编织；同横列的一次线圈转移向左编织步 骤相类似。该编织方法与同横列多次线圈转移的 编织方法相比，存在如下相同之处：其一、各孔眼 的位置均处在同一编织横列上；其二、孔眼的位 置均集中在中间，线圈重叠部分分布在孔眼的两 侧（注：将向左与向右的移圈考虑在一起）。另外， 对于前者，一般孔眼位置与线圈重叠位置的跨度 也较大，同时也存在如下不同之处：其一：前者各 种线圈重叠的位置将处于不同的编织横列上，而 后者则将处于同一编织横列上。其二、前者在某 些编织横列上需要进行抽针编织（即先揿入与后 推上某些纵行上的织针），而后者不需要。
[科 技 ]
低温等离子体在纺织加工中的应用与发展
刘继霞 （天津工业大学 天津 300160）
[摘 要]随着社会科技进步,纺织品的加工技术日益改进。低温等离子体技术在 纺织加工中得到重视，等离子体处理天然纤维、合成纤维有良好的效果，使涤纶纤 维、羊毛纤维的吸湿性、上染率等得到改善。特别在羊毛的防缩整理中有很大的贡 献，同时，不影响羊毛织物的手感。低温等离子体在染整前处理和后整理过程中有 很好的利用价值。
无论在氧等离子体还是在四氟化碳的等离 子体中，经低温等离子体处理的羊毛纤维，与未 处理的பைடு நூலகம்毛一样保留着鳞片层。不会影响羊毛的
趨趻
江苏纺织 JIANGSU TEXTILE
[科 技 ]
手感，在低温等离子体处理羊毛表面的同时，也 会发生一定的刻蚀作用。实验证明在输出功率 300W、气体的压力133.3Pa 的条件下，经过等离 子处理30 min后，羊毛纤维的表面几乎没有损 伤，而且有很好的防缩性。虽然纤维表面的鳞片 状态与未处理的羊毛相比并未看出差异，但摩擦 系数确有非常大的变化，使羊毛纤维的防缩性得 到了改善。利用等离子体的沉聚成膜，羊毛纤维 用脱乙酰甲壳质处理后，再利用氧等离子体促进 亲水性脱乙酰甲壳质均匀的铺展、渗透到纤维 中，纤维的表面吸附着膨化的脱乙酰甲壳质，结 果降低了纤维的摩擦系数。对于其他的蛋白质纤 维，也可用等离子体沉积镀膜处理改变织物的手 感、舒适性和染色性。 2.2 低温等离子处理改善羊毛织物吸湿性
收稿日期：2009- 10- 12
不平。这个过程可以使纤维表层的大分子链断 裂，这就是等离子体的刻蚀作用。为了进一步改 性创造条件，或在表面生成离子、自由基团、聚合 物的接枝而改变纤维表面的亲水性、渗透性、导 电性等等。另外，聚合物表面的结晶相和无定形 相的比例也可能发生变化，从而有利于纤维的后 续染整加工。低温等离子体对高分子材料的表面 起着物理的和化学的作用而不改变整体的性质。
2 低温等离子体处理羊毛织物
羊毛是一种天然蛋白质纤维，它具有诸多优 良的特性，如光泽柔和、良好的弹性、耐磨性、吸 湿性和保暖性等等。但是也有很多不足之处，如 羊毛织物易毡缩变形，主要是羊毛表面有鳞片层 造成的，所以人们想办法破坏羊毛的鳞片层。传 统的处理羊毛鳞片层往往需要用含氯的氧化剂， 处理过程会产生可吸的有机卤素，对环境造成的 污染比较严重。等离子体处理羊毛纤维同样也可 以达到破坏鳞片层的效果，然而等离子体技术是 无水反应体系，节水节能、环境污染少，处理仅仅 涉及纤维的表面，不会破会纤维自身的性质，不 影响羊毛纤维的手感。 2.1 低温等离子体处理羊毛的鳞片层改善防缩性
1 等离子体及其作用原理
等离子体改性高分子材料的方法主要有3 种：一是主要对材料表面或极薄表层进行活化、 刻蚀处理；二是在表面活化并引入活性基团的基 础上，然后在此基础上运用接枝方法在原表面上 形成许多支链构成新表层；三是运用气相聚合物 沉积到处理表面上形成薄膜。等离子体中的分 子、原子和离子渗入到材料表面，同时材料表面 的原子逸入等离子体中。这些原子的气态物质重 新聚合到高分子的表面，使材料的表面形成凸凹
5 结论
随着纺织品染整新技术的不断发展，低温 等离子体做纤维表面改性技术引起广泛的关注。 随着常压等离子体设备和技术的深入研究，不久 的将来等离子体技术将会在纺织行业中得到更 多的应用。总之，等离子体这一新的环保型处理 工艺将会展现出其更广阔的使用前景。
参考文献 [1] 马晓光 纺织品物理机械染整[M]北京：中国纺织出版社. 2006.6
3 等离子体处理合成纤维
合成纤维等疏水性纤维结构紧密，分子呈非
极性，吸水性差。但是目前对纺织品的加工多为 水相湿的加工，因此，吸水性差严重的影响该类 纤维的染整加工性能。等离子体的刻蚀作用可以 改善合成纤维的粘着性、染色性、摩擦效应、手 感、增强对光的漫反射，提高对染化剂的吸附性。 以涤纶、腈纶为例，通过低温等离子体的引入基 团接枝、聚合等作用，改善涤纶的吸湿被认为是 有效的方法，可使涤纶的吸水性明显的提高。用 空气和水蒸气的低温等离子体预先处理涤纶 ， 将其活化，然后将纤维与有机单体接触，发生接 枝聚合。涤纶纤维的吸水性大大提高，并可获得 优良的吸湿耐久性。用O2等离子体处理涤纶织 物，主要因为等离子体加工期间的氧化、降解作 用，增强了织物的润湿性。用CF4等离子体处理涤 纶纤维，吸水性明显的降低，当功率高于80瓦时， 几乎造成完全拒水。但是CF4处理的合成纤维试 样的K/S值增加，改善了涤纶的可染性，在沸染时 就能达到深色，降低了涤纶织物的染色温度 。在 涤纶织物在低温等离子体处理后，并获得了积极 的效果，借助于涤纶织物表面等离子体处理的方 法，结合使用丙烯酸对涤纶织物表面进行处理以 改善其可润湿性、可染性、和防污性。另外，先用等 离子体处理涤纶纤维，然后在表面沉积壳聚糖处 理，可以提高涤纶纤维的吸湿性、可染性等，上染 速率有明显的提高，同时耐洗牢度得到改善。
由于羊毛纤维的尖部和根部存在染色不均， 研究表明低温等离子体处理样品和未处理的样品 的SEM照片表明处理后样品纤维表面有一些凹 槽。纤维表面的这种改变使得染料容易在纤维中 扩散，因此，纤维的上染速率和匀染性提高。不同 气体的低温等离子体处理羊毛纤维在染浴中的 Zeta有明显的变化，对不同染料上染率不同。低温 等离子体仅仅能在纤维表面刻蚀，还不足以改变 纤维的整个内部结构，所以，处理后羊毛纤维上大 多数染座是保持不变。羊毛纤维平衡上染率基本 上不变，纤维表面发生刻蚀后，形成大量的凸凹不 平或裂纹，入射光在表面发生多次反射和吸收，大 大提高吸收效率，对色光起到增深作用。
聚丙烯纤维的无定形区占40%，玻璃化温度 也不高，350C链段就开始运动，但染色比较困难。 因为聚丙烯纤维的形态性能，在纤维与染料之间 缺少分子间作用力，在等离子体提供高能的条件 下，用单体混合物和催化剂对聚丙烯纤维通过接 枝技术引入染料亲和性基团，从而增加上染率。 或者，在聚丙烯纤维的表面沉积脱乙酰甲壳质， 同样也可以提高上染率和匀染性，色牢度也有所 改善。
5 结束语
4 两种编织方法在局部花型连接处 的处理
使用上述两种方法进行编织时，还需要注意 两个局部花型在同一编织横列上的连接方式。其
凤尾花的编织可采用同横列一次移圈与同 横列多次移圈两种编织方法。编织时，若改变同 一横列线圈转移的个数或不同编织横列的个数， 也可以改变凤尾花外形与尺寸。
参考文献 [1]李华，张伍连. 横机纬平针锯齿与波浪边的编织[J].纺织导报.2009（8）:58~62. [2]许吕崧.针织工艺与设备[M].北京：中国纺织出版社. 1999.36~43，124~130.
在低温等离子体(LTP)作用下，纤维的中性 表面变成极性表面，这是因为表面的刻蚀增加了 羊毛纤维表面亲水性基团的含量。在氧的低温等 离子体处理羊毛纤维时，使羊毛的吸湿性大大的 提高。主要原因是氧的等离子体处理可在羊毛纤 维的表面引入含氧基团。也可以用等离子体在羊 毛纤维的表面引入亲水性基团，如- OH 、- COOH 等等。经等离子体处理后，吸湿性的改善有助于 纤维的导电，从而改善了羊毛纤维的抗静电性。 其他天然纤维也可以用等离子体引入亲水性基 团，增加纤维的吸湿性、导电性和穿着舒适性。 2.3低温等离子体处理提高羊毛织物的可染性
[关键字] 低温等离子体；羊毛；防缩整理；涤纶纤维；吸湿性；可染性 [中图分类号] TS101.8
0 前言
等离子体和固体、液体或气体一样，是物质 的一种状态，也叫做物质的第四态。对气体施加 足够的能量使之离子化便成为等离子状态。等离 子体的“活性”组分包括：离子、电子、活性基团、 激发态的核素（亚稳态）、光子等。等离子体清洗 机就是通过利用这些活性组分的性质来处理样 品表面，从而实现清洁、改性、光刻胶灰化等目 的。人工获得等离子体的方法主要有热电离、光 电离、气体放电、辐射放电、冲击波等。工业制取 等离子体以气体放电为主。等离子体分类有多方 法，大多数将其分为高温等离子体和低温等离子 体。纺织染整加工主要应用低温等离子体(Low Temperature Plasma)，又称非平衡等离子体。
J IAN G S U TEXTILE 江苏纺织
趨趽
[科 技 ]
4 低温等离子体用于前处理和后整 理加工
低温等离子体处理可以提高纤维亲水性的 作用，使得坯布易于吸水，润湿膨胀，被水渗透。 这些有利于坯布上的浆料、油质、蜡质等杂质在 水中的溶解。同时，低温等离子体对纤维的表面 刻蚀、氧化等综合作用，可以显著的降低浆料和 蜡质、残胶等天然杂质对纤维的粘附性能，使杂 质变得易于去除，有助于退浆、煮练等前处理加 工。这样不但能提高织物的精炼、漂白效果，而且 可以大量的节约水资源和能源。
采用氮气辉芜放电等离子体技术处理腈纶 纤维，以改善腈纶纤维表面的吸湿性能，和涤纶 纤维一样可以通过等离子体接枝，或表面引入亲 水性基团。但是这种亲水性随着时间延长腈纶纤 维的亲水性会下降。放置在室温及90℃高温下的 样品会部分丧失其得到的亲水特性。经过处理后 的腈纶纤维保湿性不耐久，只能用暂时性的处 理。也可以与有机单体接枝，在腈纶纤维上引入 染座，有助于染色。
用O2、Ar等离子体处理，可引入亲水性基团， 或者用丙烯酸衍生物的接枝提高纤维的吸湿性、
抗静电性；以氟化物的等离子体处理，可以使织 物具有拒水、拒油的效果；天然纤维素经N2、NH3 等气体的低温等离子体处理，可以提高织物的折 皱回复角；用有机硅等离子体处理织物，可使织 物获得柔软的手感和优良的拒水。